(57)【要約】【課題】  シート状被測定物の材料を判別する材料判別装置及び材料判別方法を提供する。【解決手段】  搬送部、計測部及び照合・判別部を備えるシート状被測定物の判別を行う材料判別装置であって、前記搬送部は、前記シート状被測定物を前記導波管に対し相対的に移動させて搬送し、前記計測部は、少なくとも１つの漏洩孔を有する導波管と、前記導波管の中に電磁波を照射し、照射された前記電磁波が、前記導波管内を伝搬して、前記漏洩孔から外部へ放出されて、前記搬送部により搬送されたシート状被測定物を透過し、これにより前記導波管の中の前記電磁波が変化し、この変化を前記シート状被測定物の材料の固有の電磁波変化の情報として受信し、前記照合・判別部は、シート状被測定物の材料毎の電磁波の変化を示す照合用データを用いて記録し、前記計測部により前記シート状被測定物を測定したときに得られた電磁波変化の情報と前記記録された前記照合用データとを比較・照合して、前記シート状被測定物の材料を判別する装置である。【選択図】  図１
2005265725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波管、照射手段、受信手段、照合・判別手段を備える装置を用いてシート状被測定物の材料の判別を行う方法であって、
少なくとも１つの漏洩孔を有する前記導波管の前記漏洩孔上に、シート状被測定物のシート面を対向させて配置し、
前記照射手段により、前記導波管の中に電磁波を照射し、
前記受信手段により、照射された前記電磁波が、前記導波管内を伝搬して、前記漏洩孔から外部へ放出されて、前記シート状被測定物を透過し、これにより前記導波管の中の前記電磁波が変化し、この前記電磁波の変化を前記シート状被測定物の材料の固有の電磁波変化の情報として受信し、
前記照合・判別手段により受信した前記電磁波情報と、判別基準となる材料固有の電磁波情報とを比較・照合して、前記電磁波変化が何れの材料の電磁波情報に対応するかを認識することで、前記シート状被測定物の材料の判別を行うことを特徴とするシート状被測定物の材料判別方法。
【請求項２】
導波管、照射手段、受信手段、照合・判別手段、搬送手段を備える装置を用いてシート状被測定物の材料の判別を行う方法であって、
前記照射手段により、前記導波管の中に電磁波を照射し、
前記搬送手段によりシート状被測定物が、少なくとも１つの漏洩孔を有する前記導波管の前記漏洩孔上を通過するように搬送し、前記受信手段により、照射された前記電磁波が、前記導波管内を伝搬して、前記漏洩孔から外部へ放出されて、前記搬送されて前記漏洩孔上を通過する前記シート状被測定物を透過し、これにより前記導波管の中の前記電磁波が変化し、この前記電磁波の変化を前記シート状被測定物の材料の固有の電磁波変化の情報として受信し、
前記照合・判別手段により受信した前記電磁波情報と、判別基準となる材料固有の電磁波情報とを比較・照合して、前記電磁波変化が何れの材料の電磁波情報に対応するかを認識することで、前記シート状被測定物の材料の判別を行うことを特徴とするシート状被測定物の材料判別方法。
【請求項３】
前記照合・判別手段により、シート状被測定物が、少なくとも１つの漏洩孔を有する前記導波管の前記漏洩孔上に到着する前の第１の検知電圧に対し、
前記シート状被測定物が前記漏洩孔上に移動した時の第２の検知電圧が、前記シート状被測定物が前記漏洩孔上を通過するに伴い、前記電圧が徐々に低下し、前記第１の検知電圧より低い場合は、誘電体材料と判別し、
前記電圧が徐々に上がり、前記第１の検知電圧より高い場合には、導電体材料と判別し、
前記シート状被測定物が通過していく過程において、電圧が徐々に低下し、前記第１の検知電圧より低くなり、前記シート状被測定物が完全に漏洩孔を覆った時に、電圧が前記第１の検知電圧より上昇していく場合には、誘電体材料と導電体材料とから構成されていることを判別し、前記シート状被測定物の材料を判別することを特徴とする請求項２記載のシート状被測定物の材料判別方法。
【請求項４】
前記照合・判別手段により判別されたシート状被測定物の材料情報を記録し、更に備えた判別手段により、前記記録されたシート状被測定物の長さに渡る材料の電磁波情報と、判別基準となるシート状被測定物の長さに渡る材料の電磁波情報とを比較・照合して、前記シート状被測定物の判別を行うことを特徴とする請求項１、２または３に記載のシート状被測定物の材料判別方法。                  
【請求項５】
搬送部、計測部、及び、照合・判別部を備えるシート状被測定物の判別を行う材料判別装置であって、
前記搬送部は、前記シート状被測定物を前記導波管に対し相対的に移動させて搬送する手段を備え、
前記計測部は、少なくとも１つの漏洩孔を有する導波管と、
前記導波管の中に電磁波を照射する手段と、  
照射された前記電磁波が、前記導波管内を伝搬して、前記漏洩孔から外部へ放出されて、前記搬送部により搬送されたシート状被測定物を透過し、これにより前記導波管の中の前記電磁波が変化し、この前記電磁波の変化を前記シート状被測定物の材料の固有の電磁波変化の情報として受信する手段と、を備え、
前記照合・判別部は、シート状被測定物の材料毎の電磁波の変化を示す照合用データを用いて記録する手段と、
前記計測部により前記シート状被測定物を測定したときに得られた電磁波変化の情報と前記記録手段に記録された前記照合用データとを比較・照合して、前記シート状被測定物の材料を判別する照合手段と、
を備えることを特徴とするシート状被測定物の材料判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状被測定物の材料判別装置及び材料判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、印刷物や紙葉類を識別する方法として、識別用静電容量センサを用いて測定する発明によると、紙葉類の通過経路に検出電極及び設置電極によってコンデンサ部を構成して、紙葉類の枚数チェック、紙葉類に埋設された安全スレッドの有無チェックが行えることが記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２３７３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１によると、識別用静電容量センサを用いて測定すれば、安全スレッドやＯＶＤの部分で大きな検知電圧が得られ、安全スレッド以外の印刷や用紙部分では小さな検知電圧が得られるとしている。しかしながら、その検知電圧波形は一元的な電圧の強弱レベルを示しているのみで、被測定物の材料を認識するまでには至っていないため、容易に入手可能なアルミ箔などを安全スレッドの代わりに貼り付けた偽造の紙葉類を完全に排除することが困難となっている。
【０００４】
また、誘電体や導電体のそれぞれを１つのセンサで別々に測定するので、測定時間がかかり、また、コストの増加をまねいていた。
【０００５】
これに対して、本発明の装置は、共通の装置を用いて、誘電体や導電体、さらにそれらが複合された材料まで、一つの装置で判別が可能であるので、操作時間の短縮、コストの低減が図れる。
【０００６】
また、複合材料は従来判別することができなかったが、本発明の装置によれば、シートを搬送することで、複合材料のものでも容易に識別できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシート状被測定物の材料判別方法は、導波管、照射手段、受信手段、照合・判別手段を備える装置を用いてシート状被測定物の材料の判別を行う方法であって、少なくとも１つの漏洩孔を有する前記導波管の前記漏洩孔上に、シート状被測定物のシート面を対向させて配置し、前記照射手段により、前記導波管の中に電磁波を照射し、前記受信手段により、照射された前記電磁波が、前記導波管内を伝搬して、前記漏洩孔から外部へ放出されて、前記シート状被測定物を透過し、これにより前記導波管の中の前記電磁波が変化し、この前記電磁波の変化を前記シート状被測定物の材料の固有の電磁波変化の情報として受信し、前記照合・判別手段により受信した前記電磁波情報と、判別基準となる材料固有の電磁波情報とを比較・照合して、前記電磁波変化が何れの材料の電磁波情報に対応するかを認識することで、前記シート状被測定物の材料の判別を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の別の態様のシート状被測定物の材料判別方法は、導波管、照射手段、受信手段、照合・判別手段、搬送手段を備える装置を用いてシート状被測定物の材料の判別を行う方法であって、前記照射手段により、前記導波管の中に電磁波を照射し、前記搬送手段によりシート状被測定物が、少なくとも１つの漏洩孔を有する前記導波管の前記漏洩孔上を通過するように搬送し、前記受信手段により、照射された前記電磁波が、前記導波管内を伝搬して、前記漏洩孔から外部へ放出されて、前記搬送されて前記漏洩孔上を通過する前記シート状被測定物を透過し、これにより前記導波管の中の前記電磁波が変化し、この前記電磁波の変化を前記シート状被測定物の材料の固有の電磁波変化の情報として受信し、前記照合・判別手段により受信した前記電磁波情報と、判別基準となる材料固有の電磁波情報とを比較・照合して、前記電磁波変化が何れの材料の電磁波情報に対応するかを認識することで、前記シート状被測定物の材料の判別を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
前記照合・判別手段により、シート状被測定物が、少なくとも１つの漏洩孔を有する前記導波管の前記漏洩孔上に到着する前の第１の検知電圧に対し、前記シート状被測定物が前記漏洩孔上に移動した時の第２の検知電圧が、前記シート状被測定物が前記漏洩孔上を通過するに伴い、前記電圧が徐々に低下し、前記第１の検知電圧より低い場合は、誘電体材料と判別し、前記電圧が徐々に上がり、前記第１の検知電圧より高い場合には、導電体材料と判別し、前記シート状被測定物が通過していく過程において、電圧が徐々に低下し、前記第１の検知電圧より低くなり、前記シート状被測定物が完全に漏洩孔を覆った時に、電圧が前記第１の検知電圧より上昇していく場合には、誘電体材料と導電体材料とから構成されていることを判別し、前記シート状被測定物の材料を判別することを特徴とするシート状被測定物の材料判別方法である。
【００１０】
前記照合・判別手段により判別されたシート状被測定物の材料情報を記録し、更に備えた判別手段により、前記記録されたシート状被測定物の長さに渡る材料の電磁波情報と、判別基準となるシート状被測定物の長さに渡る材料の電磁波情報とを比較・照合して、前記シート状被測定物の判別を行うことを特徴とするシート状被測定物の材料判別方法である。                  
【００１１】
電磁波としては、マイクロ波であることを特徴とするシート状被測定物の材料判別方法である。
【００１２】
漏洩孔の形状としては、幾何学形状であることを特徴とするシート状被測定物の材料判別方法である。
【００１３】
本発明のシート状被測定物の材料判別装置は、搬送部、計測部、及び、照合・判別部を備えるシート状被測定物の判別を行う材料判別装置であって、前記搬送部は、前記シート状被測定物を前記導波管に対し相対的に移動させて搬送する手段を備え、前記計測部は、少なくとも１つの漏洩孔を有する導波管と、前記導波管の中に電磁波を照射する手段と、照射された前記電磁波が、前記導波管内を伝搬して、前記漏洩孔から外部へ放出されて、前記搬送部により搬送されたシート状被測定物を透過し、これにより前記導波管の中の前記電磁波が変化し、この前記電磁波の変化を前記シート状被測定物の材料の固有の電磁波変化の情報として受信する手段と、を備え、前記照合・判別部は、シート状被測定物の材料毎の電磁波の変化を示す照合用データを用いて記録する手段と、前記計測部により前記シート状被測定物を測定したときに得られた電磁波変化の情報と前記記録手段に記録された前記照合用データとを比較・照合して、前記シート状被測定物の材料を判別する照合手段と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、導波管の壁面に１個以上の電磁波漏洩孔を配置し、その導波管の中に電磁波を照射して各漏洩孔から電磁界を漏洩し、その漏洩孔に被測定物である基材または積層物を配置して測定することにより、シート状被測定物の材料を安定して判別することが可能である。
【００１５】
さらに、共通の装置を用いて誘電体や導電体、それらの複合材料を判別することが可能となるので、操作時間が短縮され、コストも低減される。
【００１６】
例えば、用紙、シート、印刷物、カード類などの所定の位置或いは全体に、異なる材料が重層されているような場合であっても、本発明の材料判別手段を用いてスキャンすることによって誘電率の大きい部分では誘電率による電磁波の変化、導電率の大きい部分では導電率による電磁波の変化、さらに、誘電率の大きい層と導電率の大きい層が重層されている部分ではそれらの両方による電磁波の変化が生じることから、シート状被測定物の材料を安定して判別することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明において、シート状被測定物とは、例えば、紙、プラスチック、ゴム、樹脂などの基材であり、これらの基材の所定の位置或いは全体に、印刷、塗布、蒸着、貼付、基材に抄き込む、又は、基材に挟み込む等の方法によって重層された積層物である。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を用いて以下に説明する。
（原理の説明）
漏れ電磁界によってシート状被測定物の材料判別を行う原理に関して、図面を用いて説明する。本発明で述べる電磁波とは、電波法に規定する周波数３ｋHzをこえ、３０THｚ以下のものをいう。例えば、周波数１GHz〜３００GHzの範囲のマイクロ波が好ましい。
【００１９】
図１に漏れ電磁界によってシート状被測定物の材料判別を行う装置の全体の構成を示す。計測部３４は、導波管３と、導波管の中に電磁波を照射する照射手段３１と、受信手段３２と、導波管内を伝搬する電磁波を外部に放出するための導波管の壁面に配設された漏洩孔２と、によって構成し、シート状被測定物を測定するための主要なハードウェアとなっている。
【００２０】
また、照合・判別部３３は、各種の材料の電磁波変化の情報を記憶する材料情報記録部２８と、得られた電磁波変化と材料情報記録部２８に記録した各種材料の電磁波情報とを照合して、類似した材料を認識する照合部２９と、によって構成し、シート状被測定物の材料を判別するための主要なソフトウェアとなっている。
【００２１】
搬送部３５は、測定するシート状被測定物を搬送するもので、操作者がシート状被測定物を移動させながら測定してもよいし、自動で搬送するようにしてもよい。
【００２２】
次に本実施の形態の主要な原理に関して図２〜５を用いて説明する。
図２(a)は、導波管3の上側の壁面に、電磁波1を漏洩する漏洩孔2を配置して、電磁波発振源から電磁波1を導波管3の中に照射して、導波管内にＴＥ10モードの電磁波分布を得た状態である。図２(b)は導波管内の磁界及び漏洩孔２から漏洩する磁界の磁界分布5を示し、図２(c)は導波管内の電界及び漏洩孔２から漏洩する電界の電界分布6を示している。図２(d)は漏洩孔2上に被測定物4を対向させて配置させた状態で、被測定物4を漏れ電磁界が透過するときに被測定物4の材料特性によって導波管内の磁界分布5及び電界分布6が変化することを原理としている。
【００２３】
この場合に、紙や樹脂のような誘電率の大きい部分が漏洩孔２にくると、導波管３の中を進行する電磁波と反対する電磁波の合成によってできる定在波の振幅や位相が変化し、また、金属蒸着膜や結晶膜のような導電率の高い部分が漏洩孔２にくると、前記導波管３の中が空洞共振状態になって電磁界の振幅や位相が変化する。つまり、測定によって得られた検知電圧波形は、誘電率による変化と導電率による変化の２つを合わせた波形形状を示すものなので、測定したときの波形から被測定材料が誘電体であるのか、導電体であるのか、或いは誘電体と導電体が重層しているのかを知ることができる。
【００２４】
なお、漏洩孔２の取り得る好ましい形状を図２（e）〜（h）に示したが、これに限らず幾何学形状であれば良い。(e)は円形孔、(f)は導波管幅方向の方が大きい長孔、（g)は矩形孔及び(h)は十文字形状の孔である。特に（h）の十文字形状の孔は、導波管軸方向の寸法と、幅方向の寸法とを所望の設計にとれば、漏洩させる電磁界を所望の量に微調整することができる。
【００２５】
被測定物としては、図３(ａ)は、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム層7の被測定物４を示し、図３(b)は厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム層7に、例えばアルミを用いた膜厚５００Åの金属蒸着層8を施した被測定物４を示している。
【００２６】
本実施の形態では、図２(ａ)の装置に対して、図３の被測定物４を対向して置いて、静止状態で測定する場合と、被測定物４を相対的に移動して測定する場合が取り得る。
被測定物４を相対的に移動して測定する場合を説明する。
図４は、図２(ａ)の装置に対して、図３の被測定物４を相対的に移動して測定している状態を示している。図４(ａ)は、被測定物４と漏洩孔２が重なる直前の状態を示し、このときの検知電圧を第１の電圧とする（このレベルを検知電圧のゼロ基準と考える）。図４(ｂ)は、重なり度合いが進行している状態を示し、このときの検知電圧を第２の電圧とする。図４(ｃ)は、完全に重なった状態を示し、このときの検知電圧を第３の電圧とする。
【００２７】
図５(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は、図４の順序によって各種の被測定物４を測定したときに、得られる検知電圧波形の３つの分類を示すものである。
【００２８】
図５(ａ)の波形形状において、被測定物４が漏洩孔２を通過するのに伴って、ゼロ基準である第１の電圧から第３の電圧まで下降している。このカーブの理由は、被測定物４がＰＥＴフィルム層７によって構成されているため、その誘電率に基づいて、検知電圧が下降したことに起因している。このように、被測定物4が誘電体の材料である場合は、第1の電圧＞第３の電圧を示す。
【００２９】
図５(ｂ)の波形形状において、被測定物４が漏洩孔２を通過するのに伴って、ゼロ基準である第１の電圧から第2の電圧まで下降し、次いで、第2の電圧から第１の電圧を上回って第3の電圧まで上昇している。このカーブの理由は、被測定物４がＰＥＴフィルム層７と金属蒸着層８によって構成されているため、第2の電圧はＰＥＴの誘電率に基づいて下降し、また、第3の電圧は導電性の大きい金属層が漏洩孔を塞ぐことで導波管が閉じた状態となって、内部が空洞共振状態に近づいたため検知電圧が上昇したものである。このように、被測定物4が誘電体の材料と導電性の材料を複合した材料である場合は、第1の電圧＞第２の電圧、且つ、第１の電圧＜第３の電圧を示す。被測定物の構成が逆であっても同様のカーブとなる。
【００３０】
図５(ｃ)の波形形状において、被測定物４が漏洩孔２を通過するのに伴って、ゼロ基準である第１の電圧から第３の電圧まで上昇している。このカーブの理由は、被測定物４がアルミ箔８によって構成されているため、その導電率に基づいて、検知電圧が上昇したことに起因している。このように、被測定物4が導電性の材料である場合は、第１の電圧＜第３の電圧を示す。
【００３１】
なお、図４及び図５によって被測定物４を相対的に移動して測定する場合を説明したが、搬送装置を用いて自動に移動させてもよいが、搬送装置を用いず、手によって移動させてもよい。
【００３２】
一方、被測定物４を対向して置いて、静止状態で測定する場合を説明する。
図６は、図２(ａ)の装置に対して、図３の被測定物4を静止状態で測定する状態を示している。図６(ａ)は、被測定物４が漏洩孔２の上にない状態を示し、このときの検知電圧を第１の電圧とする（このレベルを検知電圧のゼロ基準と考える）。図６(ｂ)は、被測定物４をスキャンせずに、漏洩孔３の上から置いた状態で、このときの検知電圧を第2の電圧とする。
【００３３】
図７(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は、図6の順序によって各種の被測定物４を測定したときに、得られる検知電圧の３つの分類である。先述のように、被測定物４を移動した場合は、図5に示したようなカーブを示したが、静止状態で測定する図６の場合は、図7に示すように、即座に第２の電圧が得られている。
【００３４】
図７(ａ)の場合は、被測定物４がＰＥＴフィルム層７によって構成されているため、その誘電率に基づいて第2の電圧はマイナスの電圧を示した。このように、被測定物4が誘電体の材料である場合は、第1の電圧＞第2の電圧を示す。
【００３５】
図７(ｂ)の場合は、被測定物４がＰＥＴフィルム層７と金属蒸着層８によって構成されているものの、被測定物４を相対的に移動させずに漏洩孔３の上に置いて測定したため、第2の電圧はＰＥＴの誘電率によるマイナスの電圧は示さず、導電性の大きい金属層によるプラスの電圧のみを示した。このように、被測定物4が誘電体の材料と導電性の材料を複合した材料を搬送せずに測定を行うと、第1の電圧＜第2の電圧を示す。
【００３６】
図７(ｃ)の場合は、被測定物４がアルミ箔８によって構成されているため、その導電率に基づいて第2の電圧はプラスの電圧を示した。このように、被測定物4が誘電体の材料である場合は、第1の電圧＜第2の電圧を示す。
【００３７】
図８(ａ)は、漏洩孔２の寸法を、導波管軸方向に対して幅方向の寸法を大きくした状態を示し、図８(ｂ)は導波管軸方向を２ｍｍに固定して、幅方向を変化させて上質紙を測定したときの検知電圧値を示している。その結果、幅方向の寸法が大きいほど検知電圧は大きくなった。
【００３８】
また、図８(ｃ)は、漏洩孔２の寸法を、導波管軸方向２ｍｍ、幅方向を４．５ｍｍとし、これを軸方向に導波管内を通る電磁波１の波長の１／２に相当する距離だけ離して２個配設させて上質紙を測定した結果、図８(ａ)に示す１個の場合と比較して約２倍の検知電圧が得られる。
【００３９】
（装置の説明）
次に、装置に関して図面を用いて説明する。
図９は、漏れ電磁界による材料判別装置の取り得る３つの例である。図９(ａ)の例は、送信アンテナ９並びにガンダイオードなどの送信ダイオード10により構成されるマイクロ波送信部13と、受信アンテナ11並びにショットキーダイオードなどの受信ダイオード12により構成されるマイクロ波受信部14と、上壁面に漏洩孔2を設けた導波管3と、電磁波のパワーを吸収できる無反射終端器15とによって構成した装置である。
【００４０】
送信ダイオード10から送信アンテナ９を経てＴＥ10モードの電磁波が導波管内に照射されると、一部の電磁界が漏洩孔２から外部に漏洩し、漏洩孔２の上に被測定物４を配置すると図２(ｄ)に示すように電磁界が被測定物4を透過し、その材料特性によって導波管内の電磁波の振幅或いは位相が変化し、これを、受信アンテナ11を経て受信ダイオード12によって検知して、その変化量から被測定物の材料を判別するものである。
【００４１】
装置の調整は、導波管内の電磁波が、漏洩孔２から最も漏洩できるように、マイクロ波送信部13に対して漏洩孔２及び無反射終端器15の位置を配設した。なお、無反射終端器15の位置は、導電率に基づく測定を可能にするために、漏洩孔２を導電体で塞いだときに、導波管内が空洞共振状態になるように調整を行う必要がある。
【００４２】
図９(ｂ)の例は、図９(ａ)に示した無反射終端器15を反射板16に置き換えたものである。装置の調整は、導波管内の電磁波1が漏洩孔2から最も漏洩できるように、マイクロ波送信部13に対して漏洩孔２及び反射板16の位置を配設したことのほかは、機能的には９(a)と同様である。
【００４３】
図９(ｃ)の例は、図９(ｂ)が導波管3の片側にマイクロ波送信部13及びマイクロ波受信部14を設けたのに対して、漏洩孔2を挟んだ両側にマイクロ波送信部13並びにマイクロ波受信部14を設けた構成の装置である。装置の調整は、導波管内の電磁波1が、漏洩孔2から最も漏洩でき、かつ、漏洩孔２を導電体で塞いだときに、導波管内が空洞共振状態になるように、マイクロ波送信部13に対して漏洩孔2及びマイクロ波受信部14の位置を配設したことのほかは、機能的に図９(ｂ)と同様である。
【００４４】
以下の実施例では、マイクロ波送信部13とマイクロ波受信部14を兼ね合わせた部品として、自動ドアやスピードセンサに用いられるマイクロ波モジュール19を利用した。このマイクロ波モジュール19は、方形の導波管WR42型の中に送信ダイオード10、送信アンテナ９、受信ダイオード12、受信アンテナ11を具備し、２４．１５ＧＨzの電磁波をＴＥ10モードで送信及び受信できるモジュールである。
【００４５】
また、他の構成の装置として、マイクロ波送信部13には送信用ダイオードの代わりにマグネトロンを用いた発振装置等を採用したり、マイクロ波受信部14には受信用ダイオードの代わりにマイクロ波プローブを採用したりするなど、高性能な導波管部品を用いて組み上げた精密な構成回路でも良い。
【００４６】
また、本発明を好ましく適用できる実施例を示すが、電磁波の周波数、電磁波のモード、漏洩孔（寸法、形状、数、位置など）等々に関して、これらの実施例によって本発明の実施形態が制限されるものではない。
【実施例１】
【００４７】
図１０に本発明の実施例１の構成を示す。本発明のシート状被測定物の材料判別装置を搬送装置に搭載するなどして、印刷物、カード類を相対的に移動させて真偽を判別するものである。
【００４８】
本実施例１によるシート状被測定物の材料判別装置は、マイクロ波モジュール19、導波管3、反射板16、照射手段31、受信手段32を含む計測部34と、材料情報記録部28、照合部29を含む照合・判別部33と、及び、結果表示部23とを備え、詳しくは、照射手段31は送信電源部17、マイクロ波送信部13を含み、受信手段32はマイクロ波受信部14、増幅部18、負極電圧調整部20、正極電圧調整部21を含んで構成している。
【００４９】
反射板16の位置は、漏洩孔を塞いだ状態でマイクロ波モジュール19を発振させたときに、導波管３の内部が空洞共振状態になる位置、すなわち導波管の左端から６５mmに配設した。漏洩孔2は直径２ｍｍ長さ4.5ｍｍの長穴にし、漏洩孔2から大きな電磁界を漏洩させることができる位置、すなわち導波管3の左端から２９mmの位置に配設した。
【００５０】
増幅部18は、マイクロ波モジュール19からの検知電圧を増幅するが、その場合に、検知電圧の振り幅が誘電体の場合に負極電圧、導電体の場合は正極電圧に出力できるように、負極電圧調整部20及び正極電圧調整部21を予め設定しておく。
【００５１】
材料情報記録部28には、用紙、PETフィルム、アルミ蒸着を測定したときに、各種の材料に固有である電磁波の情報をあらかじめ情報記録媒体（メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）等に記憶しておく。各種材料に固有である電磁波の情報とは各材料を計測部によって計測したときの電磁波が変化する推測値をいい、例えば、各種の材料として、用紙を-0.02v、PETフイルムを-0.1ｖ、アルミを用いた蒸着膜厚を（500Å）を+0.5ｖとした。
【００５２】
照合部29は、増幅部18からの電磁波変化の電圧と、材料情報記録部28に記録された各種材料の電磁波情報とを、常時、比較照合して、移動するシート状被測定物の長さに渡る部分の材料を認識する。
【００５３】
真偽判別情報記録部30には、真正なシート状被測定物の長さに渡る材料の情報をあらかじめ情報記録媒体等に記憶しておく。
【００５４】
演算部22は、照合部29による、シート状被測定物の長さに渡る材料判別の結果と、真偽判別情報記録部30による真正なシート状被測定物の長さに渡る材料情報と、を比較して真偽判別を行なう。
【００５５】
結果表示部23は、演算部22の結果が、例えば、真正の場合は５Ｖ、贋物の場合は０Ｖとして外部の機器等に出力する。
【実施例２】
【００５６】
図１１に本発明の実施例２の構成を示す。本発明のシート状被測定物の材料判別装置を真偽判別に用いた例である。被測定物として商品券24を試作して測定した実施例２を説明する図である。図１１は、安全スレッド25（膜厚４０μｍのＰＥＴフィルム層７に、アルミを用いた蒸着膜厚５００Åの金属蒸着層８を施し、幅３ｍｍに断裁したもの）を用紙26に埋設した商品券24を被測定物として、図８に述べた装置の漏洩孔２の上を移動させて真偽の判別を行っている状態を示した図である。
【００５７】
図１２は、真正券、複写による偽造券及び複写による偽造券にアルミ箔を貼付した偽造券の３種類を測定したときの検知電圧波形である。
【００５８】
図１２(ａ)は、真正券の波形を示すものである。安全スレッド25は基材と蒸着層が重層されているため、カーブのa及びｃの部分はスレッド基材であるＰＥＴによって負極性のレベルを示し、ｂの部分はアルミ蒸着膜によって正極性のレベルを示す波形となる。
【００５９】
図１２(ｂ)は、複写による偽造券の検知電圧波形を示すものである。安全スレッド25の蒸着層が存在しないために、用紙幅の範囲全体において、紙の誘電率に基づいて僅かに負極性に下がっていることの外、正極性のレベルが示されないことから真偽判別の結果は偽物となる。
【００６０】
図１２(ｃ)は、複写による偽造券にアルミ箔を貼付した検知電圧波形を示すものである。カーブｂにはアルミ箔による正極性のレベルが示されたが、安全スレッド25の基材であるＰＥＴが重層されていないことから負極性のレベルが示されないために真偽判別の結果は偽物となる。
【実施例３】
【００６１】
図１３に本発明の実施例３の構成を示す。本発明のシート状被測定物の材料判別装置を真偽判別に用いた例である。被測定物としてカードを測定した実施例３を説明する図である。市場で流通されている各種のカード27を被測定物として、図８に示す装置の漏洩孔２の上を移動させて検知電圧波形を測定している状態を示した図である。
【００６２】
図１４は、市場で流通されている各種カードを測定した時に、どのような検知電圧波形が得られるかを分類したもので、一般に３種類の検知電圧波形に分類することが可能となる。本実施例では、３種類の検知電圧波形に分類される代表的なカードの例として、電話会社のテレホンカード(登録商標)、鉄道会社のイオカード及びハイウエイカードの３種類のカードを用いて測定したときに、どのような検知電圧波形が得られるかを示したものである。
【００６３】
図１４(ａ)は、一般的に基材に磁性層、隠蔽層等が重層されているカードにみられる検知電圧波形であり、本例としては、電話会社のテレホンカード(登録商標)をあげることができる。カーブのa及びｃの部分は主にカード基材等によって負極性のレベルが示され、ｂの部分は金属紛や高透磁率合金粉末等によって正極性のレベルを示した。
【００６４】
図１４(ｂ)は、金属紛や高透磁率合金粉末等が存在しないカードにみられる検知電圧波形であり、本例としては、イオカードをあげることができる。カーブのa及びｃではカード基材などによる負極性のレベルを示したが、金属紛や高透磁率合金粉末等が存在しないために、ｂには正極性のレベルが示されなかった。
【００６５】
図１４(ｃ)は、図４(ａ)と構成は同様なカードであるが、カーブのa及びｃの部分はカード基材等による負極性を示したが、そのレベルは図１４(ａ)のテレホンカードと比較して微小であった。ｂの部分は金属紛や高透磁率合金粉末等によって正極性のレベルを示した。本例としては、ハイウエイカードをあげることができる。
【００６６】
次に、これらのカードを識別するための判別装置の一構成例を説明する。
図１６に本発明の実施例３の一構成を示す。図１０の構成と異なる点は、搬送装置を設けてカード類を相対的に移動させるようにした点と、真偽判別情報記録部30に、３種類の検知電圧波形に分類された各種カード、本実施例ではテレホンカード、イオカード及びハイウエイカードの長さに渡る検知電圧の情報をあらかじめ記憶させた点である。
【００６７】
本実施例３による判別装置は、マイクロ波モジュール19、導波管3、反射板16、照射手段31、受信手段32を含む計測部34と、材料情報記録部28、照合部29を含む照合・判別部33と、演算部22と、真偽判別情報記録部30と、結果表示部23と、及び、搬送部35とを備えている。詳しくは、照射手段31は送信電源部17、マイクロ波送信部13を含み、受信手段32はマイクロ波受信部14、増幅部18、負極電圧調整部20、正極電圧調整部21とを含んで構成している。
【００６８】
反射板16の位置は、漏洩孔２を塞いだ状態でマイクロ波モジュール19を発振させたときに、導波管３の内部が空洞共振状態になる位置、すなわち導波管３の左端から６５mmに配設した。漏洩孔2は直径２ｍｍ長さ4.5ｍｍの長穴にし、漏洩孔2から大きな電磁界を漏洩させることができる位置、すなわち導波管3の左端から２９mmの位置に配設した。
【００６９】
増幅部18は、マイクロ波モジュール19からの検知電圧を増幅するが、その場合に、検知電圧の振り幅が誘電体の場合に負極電圧、導電体の場合は正極電圧に出力できるように、負極電圧調整部20及び正極電圧調整部21を予め設定しておく。
【００７０】
材料情報記録部28には、用紙、PETフィルム、アルミ箔を測定したときに、各種材料に固有である電磁波の情報をあらかじめ情報記録媒体（メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）等に記憶しておく。各種材料に固有である電磁波の情報とは各材料を計測部によって計測したときの電磁波が変化する推測値をいう。
【００７１】
真偽判別情報記録部30には、テレホンカード、イオカード、ハイウエイカードを長さにわたって測定したときに得られる、各カードに固有の電磁波の情報をあらかじめ情報記録媒体（メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）等に記憶しておく。各カードに固有である電磁波の情報とは、長さにわたって計測部によって計測したときの電磁波が変化する推測値をいう。
【００７２】
図１５に示す３種類の検知電圧波形に分類される各カードに固有の電磁波の情報を、真偽判別情報記録部30にあらかじめ記録しておく。
図１５(ａ)は、一般的に基材に磁性層、隠蔽層等が重層されているカード、例えばテレホンカードを識別するための固有の電磁波の情報である。図１４(ａ)の検知波形にもとづいて次のように判別の条件を決めた。
(1)ａの電圧＜０  (2)ｂの電圧＞０  (3)ｃの電圧＜０  (4)ｃ＜-0.8×b
つまり被測定物が、この条件を満たす場合にテレホンカードであることが判別できるものである。
【００７３】
同様に、図１５(ｂ)は、金属紛や高透磁率合金粉末等が存在しないカード、例えばイオカードを識別するための固有の電磁波の情報である。図１４(ｂ)の検知波形にもとづいて次のように判別の条件を決めた。
ａの電圧＜０  (2)ｂの電圧＜０  (3)ｃの電圧＜０
つまり被測定物が、この条件を満たす場合にイオカードであることが判別できるものである。
【００７４】
同様に、図１５(ｃ)は、ハイウェイカードを識別するための固有の電磁波の情報である。図１４(ｃ)の検知波形にもとづいて次のように判別の条件を決めた。
(1)ａの電圧＜０  (2)ｂの電圧＞０  (3)ｃの電圧＜０  (4)ｃ＞-0.8×b
つまり被測定物が、この条件を満たす場合にハイウェイカードであることを判別するものである。
【００７５】
照合部29は、増幅部18からの長さに渡る電磁波変化の電圧と、真偽判別情報記録部30に記録された各カードに固有の電磁波情報とを、比較照合して、カードの種類を認識する。
【００７６】
結果表示部23は、照合部29の結果がテレホンカード、イオカード、ハイウエイカード、或いは該当なしとして、該当するランプを点灯するなどが取り得る。
【００７７】
以上のように、カードの厚さを通して、基材などによって誘電率が決定され、また、金属紛や高透磁率合金粉末等によって導電率が決定されるために、カードの種類を識別することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本実施の形態のシート状被測定物の材料判別装置の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態の原理を示す図である。
【図３】本実施の形態の基本的な被測定物を示す図である。
【図４】漏洩孔と被測定物の移動して測定する相対的な位置を示す図である。
【図５】本実施の形態の基本的な検知電圧波形を示す図である。
【図６】本実施の形態の静止状態の相対的な位置を示す図である。
【図７】本実施の形態の被測定物の検知電圧を示す図である。
【図８】本実施の形態の漏洩孔の寸法と数による違いを示す図である。
【図９】本実施の形態の材料判別装置を示す図である。
【図１０】本実施例に係るシート状被測定物の材料判別装置を用いた実施例１を示す図である。
【図１１】本実施例に係るシート状被測定物の材料判別装置を用いた実施例２を示す図である。
【図１２】実施例２の商品券の検知電圧波形を示す図である。
【図１３】本実施例に係るシート状被測定物の材料判別装置を用いた実施例３を示す図である。
【図１４】実施例３の各種カードの検知電圧波形を示す図である。
【図１５】実施例３の各種カードの固有の電磁波情報を示す図である。
【図１６】本実施例に係るシート状被測定物の材料判別装置を用いた実施例３を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１    電磁波
２    漏洩孔
３    導波管
４    被測定物
５    電界分布
６    磁界分布
７    ＰＥＴフィルム層
８    金属蒸着層
９    送信アンテナ
１０  送信ダイオード
１１  受信アンテナ
１２  受信ダイオード
１３  マイクロ波送信部
１４  マイクロ波受信部
１５  無反射終端器
１６  反射板
１７  送信電源部
１８  増幅部
１９  マイクロ波モジュール
２０  負極電圧調整部
２１  正極電圧調整部
２２  演算部
２３  結果表示部
２４  試作商品券
２５  安全スレッド
２６  用紙
２７  カード
２８  材料情報記録部
２９  照合部
３０  真偽判別情報記録部
３１  照射手段
３２  受信手段
３３  照合・判別部
３４  計測部
３５  搬送部
【図１】
2005265725.tif 000003
【図２】
2005265725.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005265725.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005265725.tif 000011
【図１０】
2005265725.tif 000012
【図１１】
2005265725.tif 000013
【図１２】
2005265725.tif 000014
【図１３】
2005265725.tif 000015
【図１４】
2005265725.tif 000016
【図１５】
2005265725.tif 000017
【図１６】
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